Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів

Запропоновано новий підхід для визначення геометричних параметрів тепловізійним методом контролю потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів. Розроблено апаратну частину, алгоритм і відповідне програмне забезпечення для розрахунку в реальному часі геометричних параметрів виявлених дефектів теплов...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2015
1. Verfasser:	Глуховський, В.Ю.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2015
Schriftenreihe:	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Schlagworte:	Научно-технический раздел
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/115919
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів / В.Ю. Глуховський // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2015. — № 2. — С. 45-48. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-115919
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1159192017-04-16T03:02:46Z Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів Глуховський, В.Ю. Научно-технический раздел Запропоновано новий підхід для визначення геометричних параметрів тепловізійним методом контролю потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів. Розроблено апаратну частину, алгоритм і відповідне програмне забезпечення для розрахунку в реальному часі геометричних параметрів виявлених дефектів тепловізійним методом. Проведено ряд експериментів з метою визначення рівня похибки розрахунку геометричних параметрів виявлених дефектів. A new approach is proposed to determine geometrical parameters of potentially difficult-of-access objects by thermovision monitoring method. Hardware, algorithm and respective software were developed for real time calculation of geometrical parameters of defects detected by thermovision method. Several experiments have been performed to determine the level of error for calculation of geometrical parameters of the detected defects. 2015 Article Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів / В.Ю. Глуховський // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2015. — № 2. — С. 45-48. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 0235-3474 DOI: doi.org/10.15407/tdnk2015.02.09 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/115919 620.19.40 uk Техническая диагностика и неразрушающий контроль Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Глуховський, В.Ю. Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів Техническая диагностика и неразрушающий контроль
description	Запропоновано новий підхід для визначення геометричних параметрів тепловізійним методом контролю потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів. Розроблено апаратну частину, алгоритм і відповідне програмне забезпечення для розрахунку в реальному часі геометричних параметрів виявлених дефектів тепловізійним методом. Проведено ряд експериментів з метою визначення рівня похибки розрахунку геометричних параметрів виявлених дефектів.
format	Article
author	Глуховський, В.Ю.
author_facet	Глуховський, В.Ю.
author_sort	Глуховський, В.Ю.
title	Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів
title_short	Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів
title_full	Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів
title_fullStr	Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів
title_full_unstemmed	Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів
title_sort	визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2015
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/115919
citation_txt	Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів / В.Ю. Глуховський // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2015. — № 2. — С. 45-48. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.
series	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
work_keys_str_mv	AT gluhovsʹkijvû viznačennâteplovízíjnimmetodomkontrolûgeometričnihparametrívdefektívpotencíjnonebezpečnihvažkodostupnihobêktív
first_indexed	2025-07-08T09:36:48Z
last_indexed	2025-07-08T09:36:48Z
_version_	1837071012812816384
fulltext	45ТЕХНИЧЕСКАя ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2015 УДК 620.19.40 ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПлОВІЗІйНИм мЕТОДОм КОНТРОлЮ гЕОмЕТРИЧНИх ПАРАмЕТРІВ ДЕфЕКТІВ ПОТЕНцІйНО НЕБЕЗПЕЧНИх ВАЖКОДОсТУПНИх ОБ’ЄКТІВ В. Ю. ГЛУхОВсЬКИЙ ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАНУ. 03680, Київ-150, вул. Боженка, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua Запропоновано новий підхід для визначення геометричних параметрів тепловізійним методом контролю потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів. Розроблено апаратну частину, алгоритм і відповідне програмне забезпечення для розрахунку в реальному часі геометричних параметрів виявлених дефектів тепловізійним методом. Проведено ряд експериментів з метою визначення рівня похибки розрахунку геометричних параметрів виявлених дефектів. Бібліогр. 4, табл. 1, рис. 8. К л ю ч о в і с л о в а : неруйнівний контроль, тепловізійній метод, важкодоступні об'єкти Одним з основних напрямків неруйнівного контролю (НК) на сьогодні є створення автома- тизованих систем і комплексів, що забезпечують отримання якісно нових результатів, а саме – геометричних параметрів дефектів. це пов’яза- но з наступним визначенням фізико-механічних властивостей виробу з метою прийняття рішення про можливість їх використання за призначенням, визначення ресурсу їх функціонування. метод те- плового НК є одним з найбільш продуктивних та економічних методів НК, що дозволяють визнача- ти геометричні параметри дефектів на основі ін- формації про значення поверхневої температури в різні моменти часу [1]. В основі відомих методів НК теплофізичних характеристик матеріалів лежить активний тепло- візйний метод НК, пов’язаний з попереднім те- пловим впливом на поверхню об’єкта контролю (ОК) з наступним аналізом та візуалізацією тем- пературного поля [2]. На сьогодні більшість науковців, що працю- ють в області неруйнівних методів контролю, в тому числі й теплових, використовують складний математичний апарат для визначення геометрич- них параметрів дефектів [1–4]. Проте недоліком математичних методів є трудоємність і немож- ливість використання в системах тепловізійно- го контролю, що працюють в режимі реального часу. Тому розробка нових, більш ефективних методів визначення геометричних параметрів де- фектів є актуальною. З метою визначення в реальному часі гео- метричних параметрів дефектів було створено програмне забезпечення для розрахунку площі дефектів на базі приладу для тепловізійної дефек- тометрії, схема застосування якого представлена на рис. 1. Дані дефекти виявляються при теплові- зійному контролі потенційно небезпечних і важ- кодоступних об’єктів. Даний програмний продукт разом з розрахунком площі дефектних ділянок контрольованої поверхні дозволяє будувати 2D або 3D сітки розрахованих дефектів. структурна схема програмного забезпечення наведена на рис. 2. Під час візуалізації температурного поля ОК використовується радіометрична сітка, яка висту- пає основним носієм інформації про температур- не поле поверхні і визначає температуру в кожній його точці. Побудова термографічного зображен- ня будується наступним чином: після опромінен- ня тепловими фотонами болометричної матри- ці, внаслідок фотоефекту виникають електричні сигнали що поступають до блока обробки. Таким чином, з кожної комірки болометричної матриці виходить окремий електричний імпульс, що ха- рактеризується відповідною температурою. Блок © В. Ю. глуховський, 2015 Рис. 1. схема застосування приладу для тепловізійної дефек- тометрії (апаратна частина) 46 ТЕХНИЧЕСКАя ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2015 обробки електричного імпульсу будує радіо- метричну таблицю значень температур поверхні об’єкта контролю. Дані з тепловізора у вигляді радіометричної таблиці з розширенням «.xls» завантажуються до програми розрахунку площі дефекта. За допомо- гою блока визначення мінімальної температури відбувається підрахунок мінімального значення температури, що має табличний розподіл. Дані ра- діометричної таблиці надходять до блока обчис- лення загальної кількості пікселів. Визначення розміру пікселя, з загальної кіль- кості яких складається термограма, є однією з основних задач при розрахунку загальної площі дефектних ділянок поверхні об’єкта контролю. З цією метою був розроблений алгоритм обчис- лення розміру пікселя термографічного зображен- ня, що включений до блока обчислення загальної кількості пікселів. слід зазначити, що термограма є вторинним продуктом, який виникає при обробці даних, що поступають до блока обробки електричних сиг- налів з болометричної матриці тепловізора після її опромінення. Основним носієм інформації про розподілення температурного поля поверхні, що контролюється, є радіометрична таблиця з маси- вом даних про температуру в кожній точці май- бутньої термографічної картини. Тому для обчислення розміру окремо взятого пікселя термограми використовується радіометрична таблиця. Основою для розрахунку зазначеної вище величини слугує алгоритм обчис- лення розмірності радіометричної та- блиці. Знаючи загальні розміри таблиці за двома координатами і відповідно її площу, можна розрахувати й розмірність одного пікселя. Для цього визначається загальна кількість пікселів радіометрич- ної матриці і за допомогою операції ді- лення визначаються геометричні пара- метри пікселя. Даний алгоритм дозволяє проводи- ти розрахунки щодо визначення геоме- тричних параметрів пікселя термограми, а саме висоту за вертикаллю і горизон- таллю, що визначається у сантиметрах, або умовних одиницях, а також його площу. Таким чином, знаючи площу пікселя, мож- на визначити загальну площу дефектних ділянок на термограмі. Обчислені параметри з двох попе- редніх каналів потрапляють до блока розрахунку загальної площі аномальних пікселів. Алгоритм обчислення розмірності радіоме- тричної сітки, що міститься в блоці обчислення загальної кількості пікселів, має наступні харак- теристики: кількість теплочутливих елементів бо- лометричної матриці в двох координатах; кути розкриття оптичної системи тепловізора за гори- зонталлю і вертикаллю відповідно α і β; відстань до об’єкта контролю, що задається в сантиметрах або умовних одиницях. Алгоритм працює за наступною схемою: спочатку задається масив даних радіоме- тричної таблиці, з наступним розрахунком кілько- сті комірок за вертикаллю і горизонталлю, задають- ся кути розкриття α і β і також відстань до об’єкта контролю. За допомогою формули тангенса визна- чається розмірність радіометричної сітки в двох ко- ординатах. Розраховується загальна площа радіоме- тричної таблиці і площа аномальних пікселів. Дані з лазерного далекоміра у вигляді значення відстані до об’єкта контролю у сантиметрах по- Рис. 2. структурна схема програмного забезпечення приладу для тепловізій- ної дефектометріїї Рис. 3. Загальний вигляд програмного інтерфейсу з розрахо- ваною площею дефекту і побудованою 2D сіткою Рис. 4. Загальний вигляд програмного інтерфейсу з розрахо- ваною площею дефекту і побудованою 3D сіткою (третя ко- ордината задана в умовних одиницях) 47ТЕХНИЧЕСКАя ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2015 трапляють до блока значення відстані до ОК. Пе- реведені до коду програмування, дані про дистан- цію контролю потрапляють до блока розрахунку загальної площі аномальних пікселів, де відбува- ється їх підрахунок. Переведені у програмний код значення радіоме- тричної таблиці надходять до блока відсіву темпера- тури. Після цього оброблені дані надходять до бло- ка графічної побудови 2D або 3D сітки розрахованих дефектів. Для коректної роботи даного блока до нього направляється інформація з блока значення відстані до ОК. Побудова відповідних сіток розрахованих дефек- тів має вигляд термографічних знімків, кожен піксель якого має розмірність у сантиметрах в квадраті. Рис. 5. Термограми пластин зі штучними дефектами складної форми (а) і відповідні гістограми дефектної ділянки (б) на дис- танції, м:1(А); 2(Б); 3(В); 5(Г) 48 ТЕХНИЧЕСКАя ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2015 З блоку розрахунку загальної площі аномаль- них пікселів та блока графічної побудови 2D або 3D сітки розрахованих дефектів оброблені дані потрапляють до блока виводу кінцевої інформації з наступним надходженням до програмного інтер- фейсу, що зображений на рис. 3 та 4. Необхідно зазначити, що розроблена програ- ма може будувати і відповідно розраховувати не тільки площинні величини дефекту, тобто його площу, а й об’ємні, а саме глибину залягання і об’єм дефектної порожнини. При побудові 3D сітки (рис. 3) параметри третьої координати були задані умовно. На даному етапі розробки про- грамного продукту неможливо точно визначити об’ємні параметри дефекту, тобто глибину заля- гання дефекту і його об’єм. Для розрахунку і по- будови об’ємних параметрів необхідно провести ряд відповідних експериментів задля визначен- ня і узгодження остаточної математичної моделі і відповідних програмних блоків. Було проведе- но ряд експериментів із термографування пласти- ни зі штучними дефектами складної геометричної форми на різних відстанях з метою визначення працездатності комплексу тепловізійної дефек- тометрії, його ефективності та точності розра- хунку площі виявлених дефектів. Так, на рис. 5 представлені термограми об’єкта контролю та гістограми дефектних ділянок, що фіксувались на відстанях відповідно 1, 2, 3 та 5 м. Процес термо- графування відбувався під час динамічного нагрі- вання пластини від кімнатної температури до Тmax, тобто за умов нестаціонарного теплового поля. В залежності від дистанціїї термографуван- ня розрахована площа виявленого дефекту і його відсоткова частка, що має спадний характер. Дані розрахованої площі дефекту і відповідно його від- соткової частки в залежності від дистанції термо- графування представлені в таблиці. Висновки Розроблений прилад для тепловізійної дефек- тометрії з відповідним програмним забезпечен- ням дає змогу проводити тепловізійну діагнос- тику віддалених об’єктів і визначати геометричні параметри виявлених дефектів. Точність розрахунку виявлених дефектів зале- жить від дистанції термографування і має спадний характер, при цьому точність розрахунку площі виявленого дефекту на дистанції 5 м від ОК ста- новить 82,24 % еталонного. Розроблений прилад для тепловізійної дефек- тометрії може успішно застосовуватись для діа- гностики потенційно небезпечних важкодоступ- них об’єктів з наступним розрахунком площі виявлених дефектів. 1. Синеглазов В. М., Протасов А. Г. Повышение точности оценивания геометрических параметров дефектов тепло- выми методами контроля // Техн. диагностика и нераз- руш. контроль. – 1992. – № 2. – с. 3–7. 2. Синеглазов В. М., Протасов А. Г. Определение теплофи- зических характеристик в задачах активного НК // Там же. – 1990. – № 2. – с. 73–77. 3. Протасов А. Г., Синеглазов В. М. Определение геометри- ческих параметров дефектов тепловыми методами кон- троля // Там же. – 1991. – № 2. – с. 30–33. 4. Будадин О. Н., Рапопорт Д. А. метод тепловой дефек- тометрии // Дефектоскопия. – 1984. – № 10. – с. 38–42. A new approach is proposed to determine geometrical parameters of potentially difficult-of-access objects by thermovision monitoring method. Hardware, algorithm and respective software were developed for real time calculation of geometrical parameters of defects detected by thermovision method. Several experiments have been performed to determine the level of error for calculation of geometrical parameters of the detected defects. 4 References, 1 Table, 8 Figures. K e y w o r d s : nondestructive testing, thermovision method, difficult-of-access objects Надійшла до редакції 02.04.2015 Результати розрахунку площі виявленого дефекту в залежності від дистанції термографування Дистанція контролю, м мінімальна температура дефекту, Т ос Площа дефекту, см2 Відсоткова частка дефекту, % Еталонна площа дефекту, см2 1 28,5 142,00 92,20 154 2 73,2 140,78 91,41 154 3 46,5 130,98 85,05 154 5 62,8 127,01 82,24 154

Визначення тепловізійним методом контролю геометричних параметрів дефектів потенційно небезпечних важкодоступних об’єктів

Institution

Ähnliche Einträge